(57)【要約】【課題】製造コストを低減できる真空パッケージを提供する。【解決手段】ベース２とキャップ３とから構成され、光学センサーチップ４とシート型ゲッター１とを収納し、キャップ３の取り入れ開口部３１に光学窓３２が気密封止され、ベース２には、電気的接続端子２２が気密封止され、光学センサーチップ４は、ベース２上にダイボンディングによって固定されて電気的接続端子２２とボンディングワイヤ４１によって電気的に接続された真空パッケージ１００において、シート型ゲッター１の弾性力によって真空パッケージ１００内に円筒状に保持されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子とゲッターとを収納する真空パッケージにおいて、
前記ゲッターはシート状を成し、その弾性力によって前記真空パッケージ内に筒状に保持されていることを特徴とする真空パッケージ。
【請求項２】
前記筒状は円筒状であることを特徴とする請求項１記載の真空パッケージ。
【請求項３】
素子とゲッターとを収納する真空パッケージにおいて、
前記ゲッターはシート状を成し、その弾性力によって前記真空パッケージの内側面に沿って保持され、前記ゲッターの面は前記内側面に対向していることを特徴とする真空パッケージ。
【請求項４】
前記ゲッターの前記内側面に垂直な面で切った断面形状がＵ字形であることを特徴とする請求項３記載の真空パッケージ。
【請求項５】
前記ゲッターに、開口と、
前記真空パッケージの内側面に接触し、前記内側面と前記ゲッターとの間に通気空間を形成するための凸部とが設けられていることを特徴とする請求項１または３記載の真空パッケージ。
【請求項６】
前記凸部は、前記開口の端部に設けられていることを特徴とする請求項５記載の真空パッケージ。
【請求項７】
前記開口及び前記凸部は、前記ゲッターに切り込みを設け、前記ゲッターの一部を前記内側面側に向けて開くことにより構成されていることを特徴とする請求項６記載の真空パッケージ。
【請求項８】
前記Ｕ字型の前記ゲッターの中央部に、開口と、
前記内側面に接触し、前記内側面と前記ゲッターとの間に通気空間を形成するための凸部とが設けられていることを特徴とする請求項４記載の真空パッケージ。
【請求項９】
前記ゲッターが筒状に複数層に重なって配置され、
前記ゲッターに、複数の開口と、
前記真空パッケージの内側面に接触し、前記内側面と前記ゲッターとの間に通気空間を形成するための凸部とが設けられ、
前記開口どうしが重ならない位置に前記開口が配置されていることを特徴とする請求項１記載の真空パッケージ。
【請求項１０】
前記凸部の少なくとも先端部には、ガス吸着材料が塗布されていないことを特徴とする請求項５記載の真空パッケージ。
【請求項１１】
前記真空パッケージは、ベースとキャップとから成ることを特徴とする請求項１または３記載の真空パッケージ。
【請求項１２】
前記真空パッケージは、ベースとキャップとから成り、
前記素子は光学素子であり、
前記キャップには光学窓が気密封止されて設置されていることを特徴とする請求項１または３記載の真空パッケージ。
【請求項１３】
前記ベースには、電気的接続端子が気密封止されて設置され、
前記素子は、前記ベース上にダイボンディングによって固定され、かつ、前記電気的接続端子とボンディングワイヤによって電気的に接続されていることを特徴とする請求項１１または１２記載の真空パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージ内に素子とゲッターとを収納した真空パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の真空パッケージは、例えば下記特許文献１に記載されている。  
この真空パッケージは、ベースとキャップとから成り、ベース上に配設された素子に対してキャップを被せてパッケージ内を真空状態とする。そして、このパッケージ内に存在するガスを吸着させるために、粉砕粒子から成るゲッターを収容した円環状のカップ型ホルダを、キャップの天井面（内側下面）に溶接により取り付けている。なお、このカップ型ホルダは、ゲッターとパッケージ内の真空空間とが触れられる程度の連通空間が保てるようにキャップに取り付けられている。このような構成により、ゲッターが欠けて細かい粒子になったとしても、カップ型ホルダの外にこぼれ落ちずに保持されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４６５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の真空パッケージにおける、キャップの天井面に溶接されたカップ型ホルダによるゲッターの固定方式では、溶接工程が必要であり、部品点数が多く、製造コストを低減することができないという問題があった。  
本発明の目的は、製造コストを低減できる真空パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、素子とゲッターとが収納された真空パッケージにおいて、シート状の前記ゲッターを、その弾性力を利用して前記パッケージ内に筒状に保持する、という構成になっている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、製造コストを低減できる真空パッケージを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。  
図１〜図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態１〜１１の真空パッケージの一部切断正面図、および平断面図である。各（ａ）における一部切断というのは、キャップを切断していることを示す。また、各（ｂ）は各（ａ）における二点鎖線で示す切断線Ｃにおける断面図である。また、各（ｂ）において光学窓およびキャップを図示していない。
【０００８】
本発明は、真空パッケージに関するものであり、特に素子（デバイス）周囲をキャップ等のパッケージ部材により真空または不活性ガス充填状態とし、素子が動作する際に、空気等の残留ガスや水分が素子に悪影響を与えないようにしたものである。素子は例えば加速度センサー、赤外線センサー等の光学素子など、真空または不活性ガス充填状態での気密性が必要なもの全ての素子を指す。シート型ゲッターは気密封止後の真空パッケージ内部（真空空間）の残留ガスや水分を吸着させるために真空パッケージ内に設けられる。
【０００９】
図１２（ａ）はシート型ゲッターの平面図、（ｂ）は正面図である。図１２において、１はシート型ゲッター、（ｂ）において、１ａはガス吸着材料層、１ｂは金属薄板である。  
図１２に示すように、シート型ゲッター１とは、ニクロム、ニッケル等から成る金属薄板１ｂ上にガス吸着材料を薄く塗布し、多孔質に焼結してガス吸着材料層１ａを形成したもので、切断や折り曲げ成型が可能なものである。ガス吸着材料層１ａは、金属薄板１ｂの両面に形成することができる。  
図１〜図１１に示す真空パッケージは、キャップの上面中央部に光学窓（光取り入れ窓）が設けられた、光学センサーに適用した例を示す。しかしながら、本発明は光学センサーに限らず光学窓を有しない真空パッケージにも適用できる。
【００１０】
《実施の形態１》
図１（ａ）において、１００は真空パッケージ、２はベース（ステム）、３はキャップ、２２はベース２に気密封止されて設置された電気接続端子、３１はキャップ３の上面に設けた光取り入れ開口部、３２は開口部３１を覆い、キャップ３に気密封止されて設置された光学窓、３３は光学窓３１をキャップ３に気密固定する低温ガラス材、図１（ｂ）において、２１はベース２に設けた貫通孔、２３は貫通孔２１に電気接続端子２２を気密固定するガラス材、４はベース２上にダイボンディングによって固定された光学センサーチップ、４１は光学センサーチップ４の電極と電気的接続端子２２とを電気的に接続するボンディングワイヤである。
【００１１】
本実施の形態は、素子である光学センサーチップ４とゲッターとを収納する真空パッケージ１００において、ゲッターはシート状を成し（シート型ゲッター１）、その弾性力によって真空パッケージ１００内に筒状に保持されている。また、筒状は円筒状である。例えば、シート型ゲッター１の形状は円筒状に限らず、キャップ３の内側面に垂直な面で切った断面形状が六角形や八角形等の多角形状の筒状でもよい。この場合、キャップ３の同断面形状は円でもよいし、多角形状でもよい。本発明の主眼は、シート型ゲッター１を、その弾性力を使って保持することにある。本実施の形態では、筒状のシート型ゲッター１が外側に広がる方向（円筒状の場合は、径が大きくなる方向）に働く弾性力を利用して、シート型ゲッター１をキャップ３の内側面に接して真空パッケージ１００内に保持することが特徴である。
【００１２】
前記従来の真空パッケージでは、キャップの天井面に溶接されたカップ型ホルダによるゲッターを固定していたので、キャップにカップ型ホルダを溶接する工程が必要であり、部品点数が多く、製造コストを低減することができなかった。本実施の形態では、シート型ゲッター１をその弾性力によって真空パッケージ１００内に保持する構成なので、真空パッケージ１００へのゲッターの支持部材の溶接工程が発生しないため、低コスト化を実現できる。
【００１３】
すなわち、本実施の形態では、図１２に示したような帯状に成型されたシート型ゲッター１を円筒状に曲げて成形したものであり、その曲げに伴った弾性によって、キャップ３の内周に張り付くようにして固定される。このようなシート型ゲッター１の固定には、それを固定させるための特別な部品や溶接接合、接着剤等を使用しないで、簡単に固定できるため低コスト化が可能となる。さらに、シート型ゲッター１は、図１２に示したように長方形状なので、シート型ゲッターを例えばリング状にくり抜いたものと比較して、捨てるところがなく、低コスト化に有利である。
【００１４】
また、前記従来の真空パッケージでは、カップ型ホルダ内に収納されたゲッターとパッケージ内の真空空間とを連通する開口部の大きさを、粉砕粒子により形成されたゲッターの大きさより小さくなるようにする高精度な管理が必要であるが、本実施の形態ではそのようなめんどうな管理を不要にできる。また、従来のこの開口部の寸法は小さいため、ゲッターによるガス吸着の速度が遅い。本実施の形態では、真空パッケージ１００内の各部材表面等のガス源の近傍に、面積の大きいシート型ゲッター１を設置するので、ゲッターによるガス吸着の速度が速い。
【００１５】
さらに、前記従来の真空パッケージでは、粉砕粒子のゲッターを収容した円環状のカップ型ホルダを、キャップの天井面に溶接により取り付けていたので、キャップの天井面に光学窓を取り付けることができず、光学素子には適用できなかったが、本実施の形態では、キャップ３の内側面に沿って筒状のシート型ゲッター１を配置するので、キャップ３の天井面に光学窓３２を取り付けることができ、光学素子には適用でき、光学系の有無によらない真空パッケージ１００を実現できる。このように、シート型ゲッター１は真空パッケージ１００内の中央部には配されないため、キャップ３の上面中央部に光学系が設けられる光学センサーにも使用することが可能である。無論、この真空パッケージは、キャップ中央部に光学系が設ける必要のない加速度センサーにも同様に適用可能である。
【００１６】
また、真空パッケージ１００は、ベース２とキャップ３とから成る。これにより真空パッケージ１００を容易に構成できる。また、素子は光学素子である光学センサーチップ４であり、キャップ３には光学窓３２が気密封止されて設置されている。これにより光学素子を容易に構成できる。また、ベース２には、電気的接続端子２２が気密封止されて設置され、光学センサーチップ４等の素子は、ベース２上にダイボンディングによって固定され、かつ、電気的接続端子２２とボンディングワイヤ４１によって電気的に接続されている。これにより真空パッッケージ１００を容易に構成できる。  
本実施の形態のシート型ゲッター１の長辺の長さは、キャップ３の内周長とほぼ等しい長さとなっている。
【００１７】
《実施の形態２》
図２に示す本発明の実施の形態２は、素子である光学センサーチップ４とゲッターとを収納する真空パッケージ１００において、ゲッターはシート状を成し、その弾性力によって真空パッケージ１００の内側面に沿って保持され、ゲッターの面は内側面に対向している。すなわち、シート型ゲッター１は真空パッケージ１００を構成するキャップ３の内側面に沿って保持され、シート型ゲッター１の面はキャップ３の内側面に対向している。また、図２（ｂ）に示すように、シート型ゲッター１のキャップ３の内側面に垂直な面で切った断面形状がＵ字形である。  
本実施の形態のシート型ゲッター１の長辺の長さは、キャップ３の内周長の３／４の長さになっている。その他の構成、作用、効果は、図１の実施の形態１と同様である。
【００１８】
《実施の形態３》
図３に示す本発明の実施の形態３のシート型ゲッター１のキャップ３の内側面に垂直な面で切った断面形状がＵ字形である。ここでは、半円筒状になっている。シート型ゲッター１の長辺の長さは、キャップ３の内周長の１／２の長さになっている。その他の構成、作用、効果は、図１の実施の形態１と同様である。
【００１９】
《実施の形態４》
図４に示す本発明の実施の形態４のシート型ゲッター１は円筒状に複数層に重なって配置されている。シート型ゲッター１の長辺の長さは、キャップ３の内周長の１周以上の長さになっている。その他の構成、作用、効果は、図１の実施の形態１と同様である。
【００２０】
図１〜図４に示した実施の形態１〜４においては、シート型ゲッター１のキャップ３側の表面のうち、キャップ３に完全に接してしまった部分については、真空パッケージ１００内部の真空雰囲気に十分にさらされ難くなる。特に、両面にガス吸着材料が焼成されたシート型ゲッター１であると、シート型ゲッター１のキャップ３側の表面のガス吸着材料の利用効率が悪く、ガス吸着材料の封入量に対する高いガス吸着効果を得ることが難しかった。  
以下の図５〜図１１に示す実施の形態５〜１１は、これらの問題について省みてなされたものである。
【００２１】
《実施の形態５》
図５に示す本発明の実施の形態５では、シート型ゲッター１に、開口１２と、真空パッケージ１００の内側面（ここではキャップ３の内側面）に接触し、この内側面とシート型ゲッター１との間に通気空間１０１を形成するための凸部（ばね部１１と称する）とが設けられている。なお、ここではばね部１１は、開口１２の端部に設けられている。ばね部１１は、必ずしも開口１２の端部に設けなくてもよい。図１３は開口１２及びばね部１１の形成方法を示すシート型ゲッター１の平面図である。また、開口１２及びばね部１１は、図１３（ａ）に示すように、シート型ゲッター１に切り込み１３（実線で示す）を設け、ゲッターの一部を内側面側に向けて開くことにより構成されている。すなわち、図１３（ａ）に示すように、シート型ゲッター１を切開し、ばね部１１を形成することで、図５に示すような真空パッケージ１００が実現できる。
【００２２】
このようにばね部１１を設けたことで、シート型ゲッター１とキャップ３との間に通気空間１０１が形成され、さらにその通気空間１０１と真空パッケージ１００の中心部（真空空間）とが、開口１２により通気されることで、シート型ゲッター１のキャップ３側の表面への通気が可能となる。これによりシート型ゲッター１のキャップ３側の表面も真空雰囲気に十分にさらされるようになり、より広いゲッター表面を真空雰囲気に露出させることができる。したがって、シート型ゲッター１のキャップ側の側面のガス吸着材料の使用効率が良くなり、ガス吸着材料の封入量に対する高いガス吸着効果が得られるようになり、効果的にガス吸着が行うことができる。  
なお、シート型ゲッター１のばね部１１の少なくとも先端部（キャップ３の内側面との接触部）には、ガス吸着材料が塗布されていない。これによりシート型ゲッター１のばね部１１とキャップ３の内側面との接触によるガス吸着材料の粉落ちを防止することができる。このようにシート型ゲッター１のばね部１１の先端部（キャップ３の内側面との接触部）のみ（例えば、開かれるばね部１１のみに塗布しない）に、ガス吸着材料を塗布しないためには、その部分のみをマスキングしてガス吸着材料を塗布すればよい。その他の構成、作用、効果は、図１の実施の形態１と同様である。
【００２３】
《実施の形態６》
図５の実施の形態５では、図５及び図１３（ａ）に示すように、シート型ゲッター１のばね部１１の開口１２の中央に切り込み１３を入れ、開口１２に対して外側にばね部１１を開いて開口１２の端部にばね部１１を形成していた。これに対して、図６に示す本発明の実施の形態６では、図１３（ｂ）に示すように、開口１２の端辺に切り込み１３を入れ、開口１２に対して内側にばね部１１を開いて開口１２の中央部にばね部１１を形成していてもよい。その他の構成、作用、効果は、図５の実施の形態５と同様である。
【００２４】
《実施の形態７》
図７に示す本発明の実施の形態７では、シート型ゲッター１に開口１２を設け、キャップ３の内側天井面とベース２の上面に挟まれることで、シート型ゲッター１を上下方向に少し押しつぶして、ばね部１１を形成するものであってもよい。つまり、シート型ゲッター１の短辺の長さとキャップ３の高さとの兼ね合いの制御によりばね部１１が形成される。その他の構成、作用、効果は、図５の実施の形態５と同様である。
【００２５】
《実施の形態８》
図８に示す本発明の実施の形態８では、開口１２及びばね部１１がシート型ゲッター１の上下端に設けられている。その他の構成、作用、効果は、図５の実施の形態５と同様である。なお、複数の開口１２及びばね部１１がその機能を損なわない範囲で不規則に並んでいてもよい。  
《実施の形態９、１０》
前述のように図２、図３に示したの実施の形態２、３は、シート型ゲッター１の長辺の長さがキャップ３の内周長の３／４の長さの場合と、キャップ３の内周長の１／２の長さの場合である。この例から、シート型ゲッター１がキャップ３の内周長よりも十分短い場合は、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すようにシート型ゲッター１の半分の長さの位置でキャップ３と接していることが分かる。前述のようにシート型ゲッター１のキャップ３側の表面がキャップ３と接すると、その表面に焼結されたガス吸着材料の利用効率が悪くなる。  
図９、図１０に示す実施の形態９、１０は、シート型ゲッター１とキャップ３とが最も接する場所、つまり、Ｕ字型のシート型ゲッター１の中央部（シート型ゲッター１の半分の長さの位置）に、開口１２と、キャップ３の内側面に接触し、この内側面とシート型ゲッター１との間に通気空間１０１を形成するためのばね部１１とが設けられている（図９ではその両側にもう１組ずつ設けている）。これによりシート型ゲッター１のキャップ３側の表面への通気を確保するとともに、より多くのシート型ゲッター１の表面が真空雰囲気にさらせるようにしている。その結果、ガス吸着材料の利用効率を上げることができる。
【００２６】
《実施の形態１１》
図１１に示す実施の形態１１は、シート型ゲッター１の長辺の長さがキャップ３の内周長の１周以上の長さを持ち、開口１２及びばね部１１の形成されたシート型ゲッター１を封入した真空パッケージ１００である。このように渦巻き状にシート型ゲッター１が封入される場合、開口１２及びばね部１１が同一パターンに配置される場合では、前周回の開口１２に次周回のばね部１１が入り込んでしまい、シート型ゲッター１の前周回の側面と次周回の側面が接触し、真空雰囲気にさらされるシート型ゲッター１の表面が減少してしまう。  
ここで、周回毎に開口１２及びばね部１１の配置パターンを例えば１周目を図１１（ａ）、２周目を図１１（ｃ）と異ならせると、前周回の開口１２に次周回のばね部１１が入り込むことがなくなり、シート型ゲッター１の前周回の側面と次周回の側面が接触することを防止できる。
【００２７】
図５〜図１１に示した実施の形態５〜１１の真空パッケージ１００においては、シート型ゲッター１に設けられたばね部１１の表面が、キャップ３の表面に（シート型ゲッター１を渦巻き状に配置した場合は、シート型ゲッター１の表面にも）接触している。そこに、振動等が加わった場合、特に切開してもろくなった部分からガス吸着材料の粉末が落ち、真空パッケージ１００内を汚染することがある。そのようなことを防止するために、キャップ３やシート型ゲッター１の表面に接触するばね部１１の部分と、ばね部１１と接触するシート型ゲッター１の部分に、予めガス吸着材料の焼成の際に塗布しないようにマスキングをしておけばよい。
【００２８】
このように本実施の形態では、シート型ゲッター１が筒状に複数層に重なって配置され、シート型ゲッター１に、複数の開口１２と、真空パッケージ１００のキャップ３の内側面に接触し、この内側面とシート型ゲッター１との間に通気空間１０１を形成するためのばね部１１とが設けられ、開口１２どうしが重ならない位置に開口１２が配置されている。これにより、同一パターンの開口１２及びばね部１１の配置では、前周回の開口１２に次周回のばね部１１が入り込み、前周回のゲッター裏面と次周回ゲッター表面が接触し、真空雰囲気にさらされるシート型ゲッター１の表面が減少してしまうが、周回毎に開口１２及びばね部１１の配置パターンを異ならせたので、この問題を解決できる。  
なお、以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１の真空パッケージの一部切断正面図、（ｂ）は平断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態２の真空パッケージの一部切断正面図、（ｂ）は平断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態３の真空パッケージの一部切断正面図、（ｂ）は平断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態４の真空パッケージの一部切断正面図、（ｂ）は平断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施の形態５の真空パッケージの一部切断正面図、（ｂ）は平断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態６の真空パッケージの一部切断正面図、（ｂ）は平断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施の形態７の真空パッケージの一部切断正面図、（ｂ）は平断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施の形態８の真空パッケージの一部切断正面図、（ｂ）は平断面図である。
【図９】（ａ）は本発明の実施の形態９の真空パッケージの一部切断正面図、（ｂ）は平断面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の実施の形態１０の真空パッケージの一部切断正面図、（ｂ）は平断面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の実施の形態１１の真空パッケージの一部切断正面図、（ｂ）は平断面図、（ｃ）はシート型ゲッターの２層目の正面図である。
【図１２】（ａ）はシート型ゲッターの平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は開口及び凸部の形成方法を示すシート型ゲッターの平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…シート型ゲッター
１ａ…ガス吸着材料層                １ｂ…金属薄板
２…ベース                            ３…キャップ
４…光学センサーチップ
１１…ばね部                          １２…開口
１３…切り込み
２１…貫通孔                          ２２…電気接続端子
２３…ガラス材
３１…光取り入れ開口部                ３２…光学窓
３３…低温ガラス材
４１…ボンディングワイヤ
１００…真空パッケージ                １０１…通気空間
【図１】
2006245087.tif 000003
【図２】
2006245087.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006245087.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006245087.tif 000011
【図１０】
2006245087.tif 000012
【図１１】
2006245087.tif 000013
【図１２】
2006245087.tif 000014
【図１３】
2006245087.tif 000015